一、光刻機是干什么用的
光(guang)(guang)刻(ke)(ke)機是(shi)(shi)用來制(zhi)造芯片(pian)(pian)的。光(guang)(guang)刻(ke)(ke)機又被稱為掩膜對(dui)準曝光(guang)(guang)機，在芯片(pian)(pian)生產(chan)中用于光(guang)(guang)刻(ke)(ke)工藝，而光(guang)(guang)刻(ke)(ke)工藝又是(shi)(shi)生產(chan)流(liu)程中最關鍵的一(yi)步，所以(yi)光(guang)(guang)刻(ke)(ke)機又是(shi)(shi)芯片(pian)(pian)生產(chan)中不可缺少的設備(bei)。
光刻(ke)機決定(ding)了芯(xin)片(pian)的精密尺寸，設計(ji)師設計(ji)好芯(xin)片(pian)線路(lu)，再通(tong)過光刻(ke)機將(jiang)線路(lu)刻(ke)在芯(xin)片(pian)上(shang)，其尺度通(tong)常在微米級以上(shang)。
光刻(ke)機是芯片(pian)生產中最昂貴也是技術難度最大的設(she)備(bei)，因為其決定了一塊芯片(pian)的整體框架與功(gong)能。
其實生(sheng)產(chan)高精(jing)度(du)芯(xin)片并不(bu)難，只是生(sheng)產(chan)速度(du)太慢，而光刻(ke)機能快速生(sheng)產(chan)高精(jing)度(du)的芯(xin)片，所以(yi)很(hen)重要。
二、光刻機的工作原理
利用光(guang)(guang)刻(ke)機發出的(de)(de)光(guang)(guang)通過具有(you)(you)圖(tu)(tu)形的(de)(de)光(guang)(guang)罩(zhao)對(dui)涂(tu)有(you)(you)光(guang)(guang)刻(ke)膠的(de)(de)薄(bo)片(pian)曝光(guang)(guang)，光(guang)(guang)刻(ke)膠見光(guang)(guang)后(hou)會(hui)發生(sheng)性質(zhi)變化，從而(er)使光(guang)(guang)罩(zhao)上得圖(tu)(tu)形復印(yin)到薄(bo)片(pian)上，從而(er)使薄(bo)片(pian)具有(you)(you)電子線路(lu)圖(tu)(tu)的(de)(de)作用。這就是光(guang)(guang)刻(ke)的(de)(de)作用，類似照(zhao)(zhao)(zhao)相機照(zhao)(zhao)(zhao)相。照(zhao)(zhao)(zhao)相機拍攝的(de)(de)照(zhao)(zhao)(zhao)片(pian)是印(yin)在(zai)底片(pian)上，而(er)光(guang)(guang)刻(ke)刻(ke)的(de)(de)不是照(zhao)(zhao)(zhao)片(pian)，而(er)是電路(lu)圖(tu)(tu)和(he)其他(ta)電子元(yuan)件。
簡單(dan)點來說，光刻(ke)機(ji)就是(shi)放大的(de)(de)單(dan)反，光刻(ke)機(ji)就是(shi)將光罩(zhao)上(shang)(shang)的(de)(de)設(she)計好集成(cheng)電(dian)路圖(tu)形通過光線的(de)(de)曝光印到光感(gan)材料上(shang)(shang)，形成(cheng)圖(tu)形。
三、光刻機的性能指標
光刻機的主要性(xing)能(neng)指標有(you)：支持基片(pian)的尺寸范圍，分辨(bian)率(lv)、對準(zhun)精度、曝(pu)光方式、光源波長(chang)、光強均勻性(xing)、生產(chan)效(xiao)率(lv)等。
分(fen)辨率(lv)是對光(guang)(guang)刻(ke)工藝(yi)加工可以達到的最細線條(tiao)精度的一種(zhong)描述方式。光(guang)(guang)刻(ke)的分(fen)辨率(lv)受受光(guang)(guang)源(yuan)衍射的限(xian)(xian)制，所以與光(guang)(guang)源(yuan)、光(guang)(guang)刻(ke)系(xi)統、光(guang)(guang)刻(ke)膠(jiao)和工藝(yi)等各方面的限(xian)(xian)制。
對準精度(du)是在多層曝光時層間(jian)圖案的(de)定位(wei)精度(du)。
曝光方式分為接觸接近式、投影式和直寫式。
曝光(guang)(guang)(guang)光(guang)(guang)(guang)源波長分為(wei)紫(zi)外、深紫(zi)外和(he)極紫(zi)外區域，光(guang)(guang)(guang)源有汞燈，準分子(zi)激(ji)光(guang)(guang)(guang)器等(deng)。
四、光刻機制造需要哪些技術
光刻機的制造體系(xi)非常復雜，有(you)兩點(dian)至(zhi)關重要，即精(jing)密零部件和組裝(zhuang)技術。
1、精密零部件
一(yi)臺(tai)光(guang)刻機的制造需(xu)(xu)要數萬個精(jing)密零(ling)部件(jian)。通常來說，一(yi)臺(tai)光(guang)刻機的制造需(xu)(xu)要大約(yue)八萬個精(jing)密零(ling)件(jian)，而(er)目前世界上最為先(xian)進的極紫外EUV光(guang)刻機所(suo)需(xu)(xu)要的制造零(ling)件(jian)更(geng)是高達十萬余(yu)個。
一套完整的光刻機包括多(duo)個組(zu)成系統(tong)，主要(yao)包括曝光系統(tong)、自動對準系統(tong)、整機軟件(jian)系統(tong)等。其(qi)中(zhong)，曝光系統(tong)更(geng)是包含(han)了照明(ming)系統(tong)和投影(ying)物鏡(jing)。
在(zai)組成(cheng)光科技的所有核(he)心(xin)精密(mi)零件中(zhong)，光學鏡頭、光學光源、雙工(gong)作臺又可以(yi)說(shuo)是核(he)心(xin)中(zhong)的核(he)心(xin)。
擁有高數值孔徑的光學鏡頭是決定光刻機的分辨率和閾值誤差能力。而分辨率和套值誤差能力對于一臺品牌光刻機具有至關(guan)重要的(de)重要性。而世界上最為先進的(de)EUV極紫外光刻機唯(wei)一(yi)可以(yi)使用(yong)的(de)鏡(jing)頭(tou)就(jiu)是由蔡司(si)(si)公司(si)(si)生產的(de)鏡(jing)頭(tou)。
光(guang)(guang)刻機(ji)的(de)(de)(de)光(guang)(guang)學光(guang)(guang)源(yuan)所包含的(de)(de)(de)光(guang)(guang)源(yuan)波長是決定光(guang)(guang)刻機(ji)工(gong)業能(neng)力(li)的(de)(de)(de)重要部分。需要特(te)別注意的(de)(de)(de)是，光(guang)(guang)刻機(ji)所需要的(de)(de)(de)光(guang)(guang)源(yuan)，必須具備體積小、功率高以及穩定的(de)(de)(de)幾個特(te)點。
比如(ru)說極(ji)(ji)(ji)紫外(wai)EUV光刻機所(suo)使用(yong)的(de)光源波(bo)長是僅(jin)僅(jin)只有(you)13.5納米的(de)極(ji)(ji)(ji)紫外(wai)光，其所(suo)使用(yong)的(de)光學(xue)系統極(ji)(ji)(ji)為復雜(za)。
光(guang)(guang)刻機中(zhong)(zhong)所(suo)需要的工(gong)作臺(tai)系能夠影響光(guang)(guang)刻機運(yun)行過(guo)程(cheng)中(zhong)(zhong)的精(jing)度和產效(xiao)，含有(you)的綜合(he)技術難(nan)度非常(chang)高(gao)。因為這種(zhong)工(gong)作臺(tai)中(zhong)(zhong)具有(you)承載硅(gui)片來能夠完成光(guang)(guang)刻機運(yun)行過(guo)程(cheng)中(zhong)(zhong)的一系列超精(jing)密的運(yun)動系統(tong)，其(qi)中(zhong)(zhong)包(bao)括上下片、對準(zhun)、景圓面型(xing)測量、曝光(guang)(guang)等等。
2、組裝技術
一臺光刻機(ji)不僅需要(yao)精密的(de)零件，這些零件的(de)組裝技術也至(zhi)關重要(yao)。
當所有(you)零件(jian)都準備就緒之(zhi)后，接下來的組裝(zhuang)過程(cheng)將直接影響一個光(guang)(guang)刻(ke)(ke)(ke)機(ji)的運行(xing)效能。現在光(guang)(guang)刻(ke)(ke)(ke)機(ji)主要生(sheng)產商(shang)荷蘭ASML公司（中(zhong)文譯名：阿斯(si)麥(mai)爾）的生(sheng)產過程(cheng)從(cong)本(ben)質(zhi)上來說更像是(shi)一個零件(jian)組裝(zhuang)公司，因為ASML公司生(sheng)產光(guang)(guang)刻(ke)(ke)(ke)機(ji)所需要的將近90%的部件(jian)是(shi)從(cong)世(shi)界(jie)各地(di)采(cai)購，其在世(shi)界(jie)上擁(yong)有(you)超過五(wu)千家(jia)供應商(shang)。
換(huan)句話說(shuo)，ASML公司之所以能(neng)夠在光(guang)刻(ke)機制(zhi)造技術(shu)上打敗尼(ni)康以及佳能(neng)等(deng)其(qi)他光(guang)刻(ke)機生產對手(shou)，從而在全球光(guang)刻(ke)機制(zhi)造和銷(xiao)售市場(chang)上占據領先(xian)地位，一個重要(yao)原因(yin)就是(shi)強(qiang)大的組裝技術(shu)。
一(yi)家(jia)強大(da)的(de)光刻(ke)機組(zu)裝企業(ye)需要具(ju)有各(ge)(ge)種嫻(xian)熟(shu)的(de)技(ji)術工人(ren)和各(ge)(ge)種組(zu)裝方(fang)面的(de)知識產權，從而(er)能(neng)夠清楚(chu)明白各(ge)(ge)種精(jing)密(mi)元件如何組(zu)裝，進而(er)通過他們嫻(xian)熟(shu)的(de)操作和系(xi)統(tong)的(de)知識來快速(su)和精(jing)確的(de)制(zhi)造一(yi)臺光刻(ke)機。
我(wo)國目前在光(guang)刻(ke)機的技(ji)術方面，經(jing)過近二十年的關鍵(jian)技(ji)術攻(gong)克，已經(jing)取得長足(zu)發展(zhan)。
從光刻(ke)(ke)機(ji)雙工(gong)作臺來說，中國(guo)華(hua)卓精科與(yu)清華(hua)團隊生產聯(lian)合研制的(de)雙工(gong)作臺已經打破(po)ASML的(de)技(ji)術(shu)壟斷(duan)，至于(yu)光刻(ke)(ke)機(ji)的(de)同步光源設備和(he)光學鏡頭(tou)的(de)技(ji)術(shu)也在哈工(gong)大等全國(guo)知名(ming)科研機(ji)構(gou)的(de)潛心研究中獲得了迅(xun)猛發展。
可(ke)以(yi)說，目(mu)前(qian)(qian)我(wo)國人才、資源、資金等(deng)各個(ge)方(fang)面都已具備，未來(lai)我(wo)們擁有(you)屬于自己(ji)的光刻機只是(shi)時間問題，未來(lai)前(qian)(qian)景可(ke)期！
